作品简介

《宇宙体系》是艾萨克·牛顿为他的经典著作《自然哲学的数学原理》第三编所写的初稿,是科学史上的一部重要文献,用力学原理构建了人类历史上首个关于宇宙运行的完备科学体系。

本书共78篇论题,简述了《自然哲学的数学原理》中前两卷所建立的原理,再将这些原理用于太阳系和彗星实际运行轨道的推算上,通俗地阐述了万有引力定律的普遍性,并由此研究了地球的形状,解释了岁差和海洋的潮汐,探究了月球的运动,同时确定彗星的轨道。在本书中,牛顿没有构建抽象的数学模型,而是结合天文现象来分析,只使用了少量的数学语言,便将这些令人感兴趣的内容解释清楚,使得其内容适合大众读者阅读。

本书附录部分收录了《牛顿略传》《牛顿研究》和《空间、引力与无限性》,介绍了牛顿的生平和主要成就,以及当时主要的科学家、哲学家对牛顿的主要学术观点的论战和评价,是阅读《宇宙体系》时重要的补充和参考资料。

艾萨克·牛顿(1643—1727年),著名物理学家、天文学家和数学家,被公认为有史以来最伟大和影响最深远的科学大师。他于1661年求学于剑桥大学三一学院,1665年毕业,并提出二项式定理,次年发现万有引力定律、创立了微积分学说,并开始光谱和望远镜的研究。1864年,他开始写作《自然哲学的数学原理》,1703年任英国皇家学会会长,1705年被安妮女王封为爵士。

译者:潘海璇,女,大连理工大学毕业,主要翻译方向为字幕(影视剧、纪录片、综艺节目等)、剧本、书籍、公司与产品介绍、商务文件、论文等。参与项目有:《加冕街》《远古外星人》《博物馆的奥秘》等。

作品目录

  • 非凡的阅读
  • EDITOR'S PREFACE 编者序
  • 宇宙体系
  • [1]天体是运动的
  • [2]在自由空间中圆周运行的原则
  • [3]向心力的作用
  • [4]确定的证据
  • [5]凡行星皆存在向心力,向心力指向每个行星的中心
  • [6]向心力与到行星中心的距离平方成反比
  • [7]远距离行星绕太阳运行,其接近太阳的半径所掠过的面积正比于时间
  • [8]控制地外行星的力不指向地球,而指向太阳
  • [9]在所有行星空间里,环绕太阳的力与到太阳的距离平方成反比
  • [10]环绕地球的力,与到地球距离的平方成反比。这一结论以地球是静止的为假设
  • [11]假设地球在运动,也能有同样的证明
  • [12]向心力反比于到地球或其他行星的距离平方,这也可由行星的偏心率和回归点的缓慢运动证实
  • [13]指向各个行星的力的强弱;强大的环日力
  • [14]弱小的地球力
  • [15]行星的直径
  • [16]视直径的更正
  • [17]为什么一些行星密度小,另一些密度大,且所有行星的力皆与该星的质量成正比
  • [18]天体还展示了力与被吸引物体间的另一种类似关系
  • [19]地球表面物体亦遵循此规律
  • [20]类推的同类性
  • [21]类推的一致性
  • [22]相对极小的物体,吸引力微不足道
  • [23]朝向地表的力,和物体量成正比
  • [24]这说明,指向天体的是同样的力
  • [25]这种力随着行星表面向外而与距离的平方成反比递减,向里则与到行星中心的距离成正比减小
  • [26]力的强度以及在个别情况下引起的运动
  • [27]所有的行星皆围绕太阳运行
  • [28]太阳和所有行星的公共重心处于静止状态;太阳以非常慢的速度运动;太阳运动的解释
  • [29]行星绕太阳旋转,形成椭圆,其焦点位于太阳中心;其接近太阳的半径所掠过的面积,与时间成正比
  • [30]轨道的大小,及其远日点和交点的运动
  • [31]天文学家早已清楚的一切月球运动,都可根据上述原理推出
  • [32]由此可以推导出一些不规律运动,但迄今为止未能观察到
  • [33]月球到地球的距离(在既定时刻)
  • [34]由月球的运动,推导出木星和土星的运动
  • [35]行星绕自身轴均匀地相对于恒星旋转,这一运动良好适用于测量时间
  • [36]月球以类似方式绕其轴自转,由此产生了天平动
  • [37]地球与行星的二分点岁差和轴的天平动
  • [38]海洋每天必定涨落各两次,且在日月到达地方子午线后的第3小时,水位最高
  • [39]在日月位于朔望点时潮汐最大,在方照点时潮汐最小,且发生在月球到达子午线后的第3小时;在朔望点和方照点以外,潮汐产生的时间会从第3小时,稍微移向太阳达到中天后的第3小时
  • [40]当日月最接近地球时,潮汐最大
  • [41]二分点时潮汐最大
  • [42]在赤道外地区,大小潮汐交替出现
  • [43]潮汐差因外加运动的持续而减小,最大潮汐可能在每个月朔望后的第3次潮汐出现
  • [44]海洋运动会受海底阻碍而减速
  • [45]海底和海岸的阻碍带来了各种现象,例如大海每天也许只涨潮一次
  • [46]潮汐在海峡中的涨落时间,要比在海洋的涨落时间更不规律
  • [47]较大且较深的海洋里,潮汐较大;大陆海岸的潮汐比海洋中央岛屿的潮汐更大;以宽阔通道面朝大海的浅海湾,潮汐也更大
  • [48]从前文所讲的原理可推断月球运动受太阳扰动的力
  • [49]计算太阳对海洋的吸引力
  • [50]计算太阳在赤道处引起的潮汐高度
  • [51]计算在纬线圈上由于太阳引力产生的潮汐高度
  • [52]在朔望时和方照时,赤道上潮汐高度的比例,取决于太阳和月球的共同吸引力
  • [53]计算导致潮汐的月球吸引力,以及由此引发的潮汐高度
  • [54]太阳与月亮的引力难以觉察,唯有在海面涌起潮汐时才能被察觉到
  • [55]月球密度约为太阳的6倍
  • [56]月球与地球的密度比约为3:2
  • [57]恒星的距离
  • [58]彗星可见时,根据经度上的视差可知它们比木星更近
  • [59]纬度视差也可以证明这一点
  • [60]视差也证明这一点
  • [61]彗头的光表明彗星位于土星轨道附近
  • [62]它们下落至远远低于木星轨道之处,有时低于地球轨道
  • [63]彗尾在邻近太阳处的显著光辉也证实了这一点
  • [64]在其他情况相同时,根据彗星头部的光可以推断它接近太阳时的光线大小
  • [65]太阳区域的大量彗星,可以证实相同的结论
  • [66]在彗星头部越过与太阳的结合点之后,彗尾的量级和亮度要比相合之前的大,这也确证了这一点
  • [67]彗星尾部由彗星大气产生
  • [68]空气和蒸汽在天空中十分稀薄,非常少的蒸汽就足以解释彗尾的现象
  • [69]彗尾以何种方式从其头部产生?
  • [70]彗星的不同表现证明了彗尾来自大气
  • [71]由彗尾可知,彗星有时进入水星轨道
  • [72]彗星按圆锥曲线运动,其中的一个焦点位于太阳中心,引向该中心的半径所扫过的面积与时间成比例
  • [73]这些圆锥曲线近似于抛物线,而这可根据彗星速度推断出来
  • [74]彗星画出的抛物线轨道穿过地球轨道球体的时间长度
  • [75]1680年彗星通过地球轨道球体的速度
  • [76]它们不是两颗彗星,而是同一颗;我们可以更精确地测定,该彗星以什么样的速度沿怎样的轨道穿越天空
  • [77]表明彗星运动速度的其他例子
  • [78]可确定彗星运行的轨道
  • 附录
  • 牛顿略传
  • 牛顿研究
  • 空间、引力与无限性
  • A 惠更斯和莱布尼茨论宇宙引力
  • B 能责备他不这样做的人,也不是惠更斯
  • C 重力是物质的基本性质吗?
  • D 虚空与广延
  • E 罗奥和克拉克论吸引
  • F 哥白尼和开普勒论重力
  • G 伽桑狄论引力和重力
  • H 胡克论重力与吸引
  • I 伽桑狄论水平运动
  • J 运动状态和静止状态
  • K 笛卡尔论无限和无定限
  • L 上帝与无限
  • M 运动、空间和位置
  • 人名译名对照表
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